میزان جریان عبوری از بدنه سدهای خاکی تا حد زیادی به ابعاد و ویژگی های هسته رسی وابسته است. بنابراین بدست آوردن ابعاد بهینه برای هسته رسی سد خاکی غیرهمگن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با کنترل میزان نشت و همچنین کاهش ابعاد هسته رسی می توان از هزینه کل ساخت و تلفات نشت هسته رسی کاست. تابع هدف در این پژوهش کمینه کردن میزان هزینه بوده که شامل دو بخش می باشد. بخش اول به محاسبه میزان نشت از داخل سد خاکی براساس روش اجزای محدود پرداخته و بخش دوم میزان حجم عملیات خاکی را به حداقل می رساند. درنهایت بهترین حالت از لحاظ اقتصادی با توجه به میزان کمینه نشت و حجم هسته انتخاب می گردد. برای تعیین مدل نشت از شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. این مدل در مقایسه با سایر روش ها همچون مدل رگرسیون خطی و رگرسیون لگاریتمی از دقت بالاتری برخوردار بود. داده های خروجی مدل شبکه عصبی که شامل دبی نشت است وارد الگوریتم بهینه سازی pso شد و ابعاد بهینه بدست آمد. مدل بدست آمده برای تعیین ابعاد بهینه هسته رسی را می توان در مورد تمامی سدهای خاکی غیرهمگن با بستر نفوذناپذیر استفاده کرد. صحت سنجی مدل بهینه سازی بدست آمده با استفاده از مطالعه موردی سد خاکی علویان انجام شد. هزینه های بهینه شده این سد با هزینه های فعلی آن مقایسه گردید و مشاهده شد که با بکارگیری مدل بهینه شده از میزان هزینه های کل کاسته می شود.